CN103245544B - 一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，是在进行样品气流式动态液相微萃取的同时，将衍生化试剂引入萃取体系，使待测物质在萃取过程中迅速进行衍生化反应，衍生化的产物进入萃取相，完成样品前处理过程。本发明是在原气流式动态液相微萃取方法基础上进一步高度集成化的一种新的样品前处理方法，该技术与原气流式动态液相微萃取方法相比，将需衍生化的待测物质先萃取再进行衍生化的两步过程简化为一步，且能用于原技术难以萃取的易热分解物质；与其它衍生化反应相比无需单独步骤和溶剂条件，反应立即进行。整个技术体现了操作简单、快速、在线、高效、集成、易与色谱系统联用、定量分析的特点。

Description

一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法

技术领域

本发明涉及一种集气流式动态液相微萃取和衍生化为一体的样品前处理方法，特别是指一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法。

背景技术

样品分析中，大部分的样品不能直接进行仪器分析，样品前处理是样品进行仪器分析前的一个必须过程，特别是对于样品中的微量/痕量成分样品前处理过程（主要包括萃取、净化、浓缩等过程）尤为重要。近几年，样品前处理技术向着多步骤一体化、多功能集成化、多技术在线联用等方向发展。专利“气流式动态液相微萃取方法”（专利号：CN201010170882.8）提高了一般微萃取技术的萃取效率，其效率与传统萃取技术相当，并符合样品前处理技术的发展方向，能够用于复杂样品中挥发性和半挥性化合物的样品处理中，是集样品萃取、净化、浓缩于一体的样品前处理方法，萃取物可直接用于气相色谱/质谱分析。但对于其中的部分挥发性和半挥发性化合物如酚类化合物直接进行气相色谱/质谱分析，分析效果不理想，对色谱柱也会造成不利影响，通常需要对待测物质进行衍生化生成衍生化产物再进行仪器分析。所以，对于此类化合物，即便是应用气流式动态液相微萃取也不能一步完成样品前处理过程，需要再增加萃取物的衍生化步骤。衍生化的过程不仅增加了样品前处理的步骤，而且反应进行时往往需要一定的反应条件，如溶剂、温度、催化剂条件等。因此，待测物质的衍生化过程，必将增加以气流式动态液相微萃取方法为基础的样品前处理过程。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足而提供一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，在气流式动态液相微萃取方法中引入衍生化过程，对待测物质萃取同时进行衍生化，既效果好又不会增加样品前处理的时间和步骤。

本发明的技术方案如下：

一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，在气流式动态液相微萃取体系中引入衍生化过程，即在气流式动态液相微萃取过程进行时，在样品池中通入衍生化试剂；利用萃取时样品相本身的温度使衍生化试剂气化；气化的衍生化试剂与通过气流式动态液相微萃取方法从样品相解吸的待测物质接触并以气态形式迅速发生衍生化反应，待测物质能极快的与衍生化试剂形成热稳定的衍生化产物；最终以待测物质的衍生化产物形式进入萃取溶剂中，直至萃取过程结束，同时衍生化过程结束。

所述的衍生化试剂为硅烷化试剂、烷基化试剂或乙酰化试剂在高温下无溶剂条件下可反应的试剂。

所述的待测物质为含活沷氢如羟基、羧基或氨基的挥发性和半挥发性有机化合物。

所述的衍生化过程是利用气流式动态液相微萃取时样品相的温度条件迅速进行的。

所述的样品池的温度在150oC~300oC之间。

所述最终得到的萃取物是待测物质的衍生化产物。

本发明通过气流式动态液相微萃取过程进行时，在样品池中通入衍生化试剂，达到在萃取体系中引入衍生化试剂的目的；在发生衍生化反应时，待测物质能极快的与衍生化试剂形成热稳定的衍生化产物，同时可防止热不稳定的待测物质因较高的样品相温度而分解；衍生化过程在气流式动态液相微萃取体系中完成，不会因引入衍生化过程而增加萃取时间和除衍生化试剂外的原材料。本发明是在原气流式动态液相微萃取方法基础上进一步高度集成化的一种新的样品前处理方法，该技术与原气流式动态液相微萃取方法相比，将需衍生化的待测物质先萃取再进行衍生化的两步过程离线衍生化的气流式动态液相微萃取简化为一步，且能用于原技术难以萃取的易热分解物质；与其它衍生化反应相比无需单独步骤和溶剂条件，反应立即进行。整个技术体现了操作简单、快速、在线、高效、集成、易与色谱系统联用、定量分析的特点。本发明保留了原气流式动态液相微萃取方法所有优点，应用于复杂样品基质中挥发性、半挥发性有机成分萃取的同时进行在线衍生化的方法。

气流式动态液相微萃取方法的萃取理论和衍生化机理为本发明提供了理论保障。根据气流式动态液相微萃取方法的萃取理论，确定了样品相温度、气流吹扫速率和萃取时间是其主要的技术参数，能够在最短时间内完成样品中待测物质的完全萃取必须具有一定的样品相温度条件和气流吹扫条件，这使得待测物质在萃取体系中的转移是气态分子的形式，本发明正是利用待测物质的气态形式有利于衍生化反应的进行，不同于液相中衍生化反应进行时受溶剂、催化剂等条件的影响，气态形式下衍生化反应快速，快于包括待测物自样品相的解吸和气态待测物在顶空相的转移在内的萃取过程，在萃取条件下彻底进行，是在气流式动态液相微萃取基础上进一步集成化的样品前处理技术。衍生化之后，待测物质以热稳定的衍生化产物的形式进入萃取溶剂，直接进行色谱分析，色谱行为好，对色谱柱也起到一定的保护作用。

在具体的操作中，所述的衍生化试剂可选择硅烷化试剂、烷基化试剂或乙酰化试剂在高温下无溶剂条件下可反应的试剂，衍生物产物对热稳定，可用于含活泼氢的有机化合物衍生化；所述的待测物质为含活沷氢如羟基、羧基或氨基的挥发性和半挥发性有机化合物。以8种酚类化合物为代表性待测物质，离线衍生化的气流式动态液相微萃取条件和本发明所述的在线衍生化的气流式动态液相微萃取条件和主要过程分别是：离线衍生化的气流式动态液相微萃取是在“气体流速为2 mL/min，萃取溶剂为丙酮，萃取溶剂体积为10 μL，萃取相温度为–4oC，样品相温度为250oC，萃取时间1 min”的条件下进行萃取，萃取结束后需转移萃取液至丙酮作为反应溶剂的条件下加入50 μL N, O双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA：99%），充分混合，取2 μL衍生化反应后的溶液用于气相色谱/质谱分析；在线衍生化的气流式动态液相微萃取同样是在“气体流速为2 mL/min，萃取溶剂为正已烷（或其它常用有机溶剂），萃取溶剂体积为10 μL，萃取相温度为–4oC，样品相温度为250oC，萃取时间1 min”条件下进行萃取，在萃取进行时利用微量注射器缓慢持续向样品池中通入50 μL BSTFA至萃取结束，萃取结束后无其它进一步处理过程，直接取2 μL萃取液用于气相色谱/质谱分析。比较以上实验条件和过程，两者在进行气流式动态液相微萃取时条件上完全一致，但本发明所述的在线方式气流式动态液相微萃取过程结束衍生化过程也结束，即为整个样品前处理过程结束，具有高度集成化的特点；而离线方式萃取结束后需进一步进行衍生化过程，步骤更为繁琐，样品前处理时间相对延长，易造成样品的污染和损失。按照以上两种方法得到的实验结果见表一，除双酚A外两种方法的实验结果相似，但在线方式简化了步骤，相对偏差较小，重复性优于离线方式；由于双酚A在样品相温度250oC时会因热分解无法通过气流式动态液相微萃取方法萃取得到，所以离线时无法得到满意的回收率，而本发明所述方法在萃取时及时使双酚A衍生化形成热稳定性好的衍生化产物，所以得到了满意的回收率，因此本发明能够改善气流式动态液相微萃取方法对此类热不稳定的化合物的萃取效果。

表一

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1为本发明所述在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法的方案示意图。

1、样品池，2、惰性气体，3、样品基质中的待测物质，4、气态的待测物质，5、衍生化试剂，6、气化的衍生化试剂，7、待测物质的衍生化产物，8、萃取溶剂，9、微注射器针尖，10、微注射器针筒。

具体实施方式

具体实施过程如下：①以一定气流速率向样品池1内通入惰性气体2；②在一定的样品池温度150~300oC条件下，样品基质中待测物质3快速解吸到气相中，形成气态的待测物质4；③同时，向样品池1中持续通入衍生化试剂5，衍生化试剂5可选择硅烷化试剂、烷基化试剂或乙酰化试剂在高温下无溶剂条件下可反应的试剂，如三甲基硅烷试剂，并在样品相温度条件下气化，成为气化的衍生化试剂6；④在此样品相温度条件下，气态的待测物质4和气化的衍生化试剂6迅速反应生成气态待测物质的衍生化产物7；⑤在惰性气体2的带动下气态待测物质的衍生化产物7进入萃取溶剂8中，被萃取溶剂8吸收；⑥在萃取时间范围内，第一步到第三步的过程持续进行，直至萃取结束，同时衍生化过程结束。所述待测物质为含羟基、羧基或氨基的挥发性和半挥发性有机化合物。

以本发明所述在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法结合气相色谱/质谱对标准样品和鱼样品中8种酚类化合物进行分析，实验过程为如下：按照气流式动态液相微萃取的条件气体流速为2 mL/min，萃取溶剂为正已烷，萃取溶剂体积为10 μL，萃取相温度为–4oC，样品相温度为250oC，萃取时间1 min开始气流式动态液相微萃取过程，萃取开始进行时利用微量注射器（100 μL）缓慢持续向样品池中通入50 μL N, O-双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA：99%）至萃取结束，衍生化过程和整个样品前处理过程完成，取2 μL萃取液用于气相色谱/质谱分析。标准样品和加标鱼样品中8种酚类化合物的实验结果见表一，从结果可以看出按照本发明所述方法8种酚类化合物均获得满意的准确度和重复性，本发明方法是此类化合物的快速、简单、高效、高度集成化的样品前处理方法。

本发明可实现样品中极性的挥发性和半挥发性化合物快速萃取和在线衍生化过程，衍生化产物有利于直接进行仪器分析，是在原气流式动态液相微萃取方法基础上进一步集成化的新样品处理方法。

Claims (5)

1.一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，其特征是在气流式动态液相微萃取体系中引入衍生化过程，即在气流式动态液相微萃取过程进行时，在样品池中通入衍生化试剂；利用萃取时样品相本身的温度使衍生化试剂气化；气化的衍生化试剂与通过气流式动态液相微萃取方法从样品相解吸的待测物质接触并以气态形式迅速发生衍生化反应，待测物质能极快的与衍生化试剂形成热稳定的衍生化产物；最终以待测物质的衍生化产物形式进入萃取溶剂中，直至萃取过程结束，同时衍生化过程结束。

2.根据权利要求1所述的一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，其特征在于所述的衍生化试剂为硅烷化试剂、烷基化试剂或乙酰化试剂在高温下无溶剂条件下可反应的试剂。

3.根据权利要求1所述的一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，其特征在于所述的待测物质为含羟基、羧基或氨基的挥发性和半挥发性有机化合物。

4.根据权利要求1所述的一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，其特征在于所述的衍生化过程是利用气流式动态液相微萃取时样品相的温度条件迅速进行的。

5.根据权利要求1所述的一种在线衍生化的气流式动态液相微萃取方法，其特征在于所述的样品池的温度在150oC~300oC之间。